DE2516549A1 - Verfahren zum herstellen eines bimetallueberzugs fuer hohle ladungen - Google Patents
Verfahren zum herstellen eines bimetallueberzugs fuer hohle ladungenInfo
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Description
SOCIETENATIONALEDESPOUDRESETEXPLOSIFS, Paris (Frankreich)
ETAT FRANCAIS (represented par le Delegue Ministeriel pour l'Armement)
Paris (Frankreich)
Verfahren zum Herstellen eines Bimetallüberzugs für hohle Ladungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Bimetallüberzugs für hohle Ladungen.
Die hohlen Ladungen werden in sehr weitem Umfang als Mittel zur Zerstörung von gepanzerten Fahrzeugen und auch zur Herstellung von ölführenden
Tiefbohrungen verwendet. Das Prinzip der hohlen Ladungen basiert auf der Richtungswirkung, die durch eine Explosivladung mit einer
an einer freien Fläche gegenüber der Zündfläche geöffneten Hohlraum erzeugt wird.
Eine bekannte hohle Ladung besteht aus einem zylindrischen Sprengstoff-"Brot",
dessen eines Ende entsprechend einem allgemein konischen
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96-(H 7544 cas 234)-T-r (9)
Hohlraum ausgehöhlt ist, der seinerseits mit einem allgemein konischen
metallischen Überzug bedeckt ist, und einer am anderen, dem Hohlraum gegenüberliegenden Ende montierten Zündeinrichtung.
"Wenn die Ladung gezündet wird, detoniert der Sprengstoff, und
beim Durchlauf der Knall- oder Stoßwelle, die sich vom Hinterende zum Vorderende der Ladung fortpflanzt, fällt der konische metallische
Überzug ein und wird schräg zur Achse der Ladung mit großer Geschwindigkeit vom Scheitelpunkt bis zur Basis des Kegels herausgeschleudert,
wodurch die Bildung einerseits eines perforierenden Strahls geringer Masse, jedoch äußerst hoher Geschwindigkeit mit
einer Bewegung längs dieser Achse und andererseits eines metallischen Kerns verhältnismäßig erheblicher Masse, der jedoch dem
Strahl mit einer viel geringeren Geschwindigkeit folgt, gesichert wird.
Die metallische Beschichtung spielt mittels des Strahls also eine tragende Rolle zum Transport der Energie der Sprengladung in das Ziel.
Für diese Wirkung ist es interessant, den Überzug aus einem sehr duktilen
Metall mit einer hohen Dichte, insbesondere Kupfer oder seinen Legierungen herzustellen.
Jedoch ist der Hauptnachteil eines aus einem einzigen Metall bestehenden
Überzugs der, daß der durch den von der Ladung ausgehenden Strahl gebohrte Kanal von dem metallischen Kern verstopft wird, dessen
Weg mit dem des Strahls vereint ist.
Es wurde bereits vorgeschlagen, den Kern mittels mechanischer oder pyrotechnischer Klappen bzw. Fallen zu beseitigen. Es handelt sich
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dabei jedoch tatsächlich um Mittel, die ein Anhalten des Kerns auf seinem
Weg oder seine Ablenkung von der Bahn des perforierenden Strahls ermöglichen, statt um Mittel zur eigentlichen Beseitigung des Kerns.
Da der perforierende Strahl von den aus der inneren Schicht kommenden,
d.h. von der oberflächlichen, an der Seite des Hohlraums der Ladung nach vorn gewandten Schicht des Überzugs stammenden Elementen,
der Kern dagegen von den Elementen gebildet wird, die von der äußeren Schicht, d.h. der nach hinten gewandten Schicht des Überzugs
auf der Seite des Sprengstoffs stammen, besteht eine günstiger scheinende Lösung darin, den Überzug aus zwei übereinanderliegenden Schichten
von Metallen verschiedener Art herzustellen:
einer inneren Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder einem anderen Werkstoff, der die Erzeugung eines dichten und gut ausgezogenen
Strahls ermöglicht, und
einer äußeren Schicht aus einem Metall mit niedrigem Siedepunkt wie Zink, Blei, Silber, Aluminium, so daß der gebildete Kern schnell
durch Verflüchtigung beseitigt werden kann, oder aus einem weniger duktilen, im Lauf des Abschusses zersplitterbaren Metall, wie durch
Kaltverformung gehärteten Stählen.
Bisher wird der bimetallische Überzug hergestellt:
entweder durch gleichzeitiges Tiefziehen zweier metallischer Bleche
oder Folien verschiedener Art, z. B. eines Kupferblechs und eines Zinkblechs
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oder durch Metallisierung einer der beiden Schichten auf die an-"dere
vorab tiefgezogene Blechschicht
oder durch Verlöten der beiden vorgeformten Metallbleche verschiedener
Art.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen
eines konischen Bimetallüberzugs für hohle Ladungen zu entwikkeln,
nach dem in einfacherer und sicherer Weise die geeigneten Metallpaare ohne Rücksicht auf ihre metallurgische Verträglichkeit zu einem
Überzug vereint werden können.
Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zum Herstellen eines konischen Bimetallüberzugs für hohle
Sprengladungen, mit dem Kennzeichen, daß man a) eine Explosionsplattierung zweier Bleche aus Metallen verschiedener Arten vornimmt,
wovon das eine ein einen dichten und sehr gestreckten Strahl erzeugendes Metall und das andere ein Metall ist, das sich zur Bildung eines
Kerns eignet, der unter den im Lauf des Abschusses der Hohlladung entwickelten Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen entweder durch
Verdampfen oder durch Zersplittern verschwindet, und daß man b) die so erhaltene Bimetallplatte durch konische Fluotournage zum gewünschten
konischen Bimetallüberzug verformt.
Um die Ebenmäßigkeit der plattierten Bleche zu verbessern, kann man sie vor Durchführung der Fluotournage einem Preß- oder Walzvorgang
unterwerfen.
Tatsächlich ermöglicht nur das erfindungsgemäße Verfahren die
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Verwendung von bimetallischen Überzügen, die aus metallographisch
als inkompatibel oder wenig kompatibel angesehenen Metallen zusammengesetzt sind. So können Kupfer und Aluminium aufgrund ihrer verschiedenen
chemischen Eigenschaften und insbesondere ihrer inkompatiblen kristallographischen Gefüge an sich keine völlig homogenen Verbundkörper
liefern- Dies ist besonders schwerwiegend in dem Fall, wo man die Fluotournage anwendet, die hohe Spannungen in das Metall einführt:
Die mechanischen Eigenschaftendes Kupfers und (z. B.) des
Aluminiums sind sehr verschieden, so daß eine daraus bestehende, nach bekannten Verfahren hergestellte und fluotournierte Bimetallplatte
ungleichmäßig verteilte Schwachstellen aufweist. Daraus ergeben sich ein Genauigkeitsverlust hinsichtlich der Richtung des Strahls sowie eine
Zerstreuung und manchmal sehr merkliche Ablenkung desselben.
Das Explosionsplattieren der beiden Metallbleche ermöglicht die Erzielung einer engen Bindung der beiden Metalle an ihrer Grenzfläche
und infolgedessen die Durchführung der Fluotournage ohne Ablösungsvorgänge an der Grenzfläche; es ermöglicht insbesondere die Erzeugung
dieser engen Bindung an der Grenzfläche von schwierig untereinander verschweißbaren Metallen, insbesondere des Kupfers mit Zink sowie
des Kupfers mit Aluminium .
Außerdem führt die Fluotournage der durch Explosionsschweißen plattierten Bleche gegenüber der Technik des gleichzeitigen Tiefziehens
oder der des Tiefziehens mit anschließender Metallisierung zu folgenden Vorteilen:
Herstellung von bimetallischen Überzügen mit großer Genauigkeit,
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gute gegenseitige Haftung der Metalle auch im Fall, wo die Metallisierung
scheitert,
Möglichkeit der Verwendung von Paaren aus besonderen Werkstoffen, die zu einer gesteigerten Wirksamkeit des Überzugs verhelfen
können,
Nutzbarmachung besonderer durch die Fluotournage ermöglichter Eigenschaften.
Aufgrund der axialen und tangentialen Deformation des durch die Fluotournage erzeugten Materials ist es bekannt, daß der Überzug der
hohlen Ladung mit Kupfer folgende Eigenschaft aufweist: Wenn der Überzug nicht zu einer Drehbewegung gebracht wird, wird der Strahl zentrifugiert
.
Im Fall von drehenden Überzügen ermöglicht eine geeignete Fluotournage beim Abschuß das Erzielen eines nichtzentrifugierten,
d. h. eines gut kompensierten Strahls.
Außerdem ermöglicht die Erzeugung eines zentrifugierten Strahls das Erhalten von größeren Löchern im Ziel.
Zusätzlich läßt die Verwendung eines Leichtmetalls, insbesondere
des Aluminiums zur Herstellung der äußeren Schicht des konischen Überzugs für hohle Ladungen eine Verringerung dessen Gewichts zu.
Weiter widersteht die Güte der bimetallischen Bindung jeder Trennung
beider Schichten, die sich durch einen akustischen Impedanzunter-
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schied im Lauf der Funktion der hohle η Ladung ergeben könnte. Diese
Trennung wäre für die gute Wirkung der hohlen Ladung schädlich.
Die Erfindung wird durch ein diese nicht beschränkendes Beispiel anhand der einzigen Figur näher erläutert, die schematisch einen
Fluotour zur Formgebung des Überzugs gemäß der Erfindung darstellt.
Herstellung eines bimetallischen Überzugs aus Kupfer-Aluminium für
hohle Ladungen
(a) Plattierung
Man nimmt die Plattierung zwei er Bleche von 200 cm χ 100 cm,
und zwar eines Kupferblechs mit einer Dicke von 1 mm und eines Aluminiumblechs mit einer Dicke von 5 mm mit Hilfe eines Plattierexplosivstoffes
folgender Zusammensetzung:
Ammoniumnitrat 92,5 Gew.-%
Brennöl 3,5 Gew.-%
Holzmehl 4 Gew.-% vor,
der in einer Schicht von 1,5 cm Dicke verwendet wird. Der Explosivstoff
wird durch einen handelsüblichen Zünder mit einer 2 g Knallquecksilber entsprechenden Stärke gezündet.
Das so erhaltene plattierte Blech hat eine Gesamtdicke von 5,8 mm (was eine Dickenverringerung von 0,2 mm bedeutet). Es wird zu flachen
Platten von 100 χ 100 mm geschnitten.
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(b) Fluotournage
Jedes Verbundblech wird durch Fluotournage geformt, um einen konischen bimetallischen Kupfer-Aluminium-Überzug mit der Kupferschicht
im Inneren des Kegels und einem Kegelscheitelpunkt winkel von 60 zu erhalten.
Die Fluotournage wird ohne Körnerspitze auf einem 60 -Winkel-Drehdorn
mit zwei Rändeleisen eines Durchmessers von 310 mm bei einem Angriffsradius des Rändeleisens von 3 mm durchgeführt.
Der verwendete, an sich bekannte und in der einzigen Figur schematisch
dargestellte Fluotour ist von der Firma Bohner & Kohle, Typ HYCOFORME D 50 HRH, mit zwei Rändeleisen.
Jedes Rändeleisen 1 ist an einer Rändeleisentrageinrichtung montiert
und um die Achse der Rändeleisentrageinrichtung ausrichtbar. Jeder Rändeleisenträger ist mit einem Schlitten verbunden, der sich auf einer
Gleitbahn bewegen kann; die Schlitten-Gleitbahn-Einheit ist um eine zur
Achse des Rändeleisenträgers parallele Achse ausrichtbar; die Gleitbahn kann so mit einem gewünschten Winkel zur Achse des Dorns 2 geneigt
werden.
Jeder Rändeleisenträger ist senkrecht zur Gleitbahn mittels eines Kolbens verschieblich, der durch ein hydraulisches System betätigt
wird, das im Inneren des Schlittens liegt. Im Lauf der Fluotournage ist der Kolben am mechanischen Anschlag; die durch eine Schraube einstellbare
Lage dieses Anschlags bestimmt die Dicke des fluotournierten Werkstücks.
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Das durch Fluotournage zu behandelnde Werkstück 3 wird mit dem Dorn 2 mittels einer "Mitnehmer" genannten Einrichtung 4 fest verbunden,
die mechanisch die Ränder der Platte am Dorn festlegt. Die Drehgeschwindigkeit des Dorns ist 324 U/min, und die Vorrückbewegung
der Rändeleisen wird auf 0,2 mm je Umdrehung der Rändeleisen reguliert.
(c) Hohle Ladung
Der so erhaltene bimetallische Kupfer-Aluminium-Überzug -wurde
in einer hohlen Ladung verwendet, die eine Explosivladung aus 190 g "Hexolite" enthielt, die durch ein Relais aus 32 g "Tetryl" gezündet
wurde. Der Außendurchmesser der hohlen Ladung war 89 mm.
Bei den Abschußversuchen ermöglichte diese mit dem bimetallischen Überzug gemäß der Erfindung versehene hohle Ladung, ein Stahlziel
von 450 mm Dicke zu durchbohren, ohne daß der Kern die Bohrung verstopfte.
Die Verwendung eines bimetallischen Kupfer-Aluminium-Überzugs ermöglicht außerdem gegenüber einem nur aus Kupfer hergestellten
gleichwertigen Überzug eine Gewichtsersparnis von etwa 70 g.
So läßt die Wahl eines Leichtmetalls, insbesondere des Aluminiums als äußere Schicht des bimetallischen Überzugs für hohle Ladungen bei
gleicher Durchschußwirksamkeit einen wesentlichen Gewichtsgewinn um so mehr noch dadurch zu, daß der gebildete Kern unter der Wirkung der
hohen im Lauf des Abschusses der hohlen Ladung entwickelten Temperaturen schnell verflüchtigt wird.
5 0 9 8 U 3 / 0 8 5 0
- IU -
Die Technik gemäß der Erfindung wurde unter Bezugnahme auf Hohlräume von konischen, d. h. kegelförmigen hohlen Ladungen beschrieben.
Unter Kegel soll jedoch in allgemeiner Weise eine Drehoberfläche verstanden werden, deren Meridian entweder von zwei Geraden
oder von einer zwei Geraden ähnlichen Parabel gebildet wird.
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Claims (6)
- PatentansprücheCl. Verfahren zum Herstellen eines konischen Bimetallüberzugs für hohle Sprengladungen, dadurch gekennzeichnet, daß man a) eine Explosionsplattierung zweier Bleche aus Metallen verschiedener Arten vornimmt, wovon das eine ein einen dichten und sehr gestreckten Strahl erzeugendes Metall und das andere ein Metall ist, das sich zur Bildung eines Kerns eignet, der unter den im Lauf des Abschusses der Hohlladung entwickelten Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen entweder durch Verdampfen oder durch Zersplittern verschwindet, und daß man b) die so erhaltene Bimetallplatte durch konische Fluotournage zum gewünschten konischen Bimetallüberzug verformt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als das zur Bildung des Inneren des konischen Überzugs bestimmte Metall Kupfer oder eine Kupferlegierung verwendet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als das zur Bildung des Äußeren des konischen Überzugs bestimmte Metall Zink, Blei, Silber, Aluminium oder ein durch Kaltverformung gehärteter Stahl verwendet wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als das zur Bildung des Inneren des Überzugs bestimmte Metall Kupfer und als das andere Metall Aluminium verwendet werden.509843/0850
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Bimetallüberzug bei einem Ausgangsdickenverhältnis des Kupfers zum Aluminium von 1/5 herstellt.
- 6. Verwendung eines nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellten konischen Bimetallüberzugs für Hohlsprengladungen.509843/0850
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